Energie de liaison

[Floris]

Bonsoir, voila imaginons que je souhaiterais casser un noyeau d'un atome donné. Imaginons que je bonberde l'atome d'un électron d'énergie sifisante pour dépasser le seuils d'énergie de liaison pas nucléons. Déja esque ce que je dit n'est pas éroné? Aussi, imaginons que je conaisse l'énergie nésésaire pour casser mon atome. Je ne dispose que d'un seul électron et mon accelerateur n'est pas assé puissant pour apporter l'électrons à la vitesse nésésaire pour fournire l'énergie nésésaire. Esque pour remédier et atteindre l'énergie de cassure, est t'il possible d'arriver à cet objectif en envoyant simultanément plusieurs électron portè à la meêm énergie? Ainsi l'énergie fourni au système s'additionerais.

J'ai prit l'exemple d'un atome mais la question s'applique aussi pour faire sauter un électrons d'un niveau à l'autre.

Merci pour vos réponses.
flo
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[invitebf65f07b]

J'ai prit l'exemple d'un atome mais la question s'applique aussi pour faire sauter un électrons d'un niveau à l'autre.

Pour l'atome, dans le doute, je ne me prononce pas.
Mais pour le saut d'électron, il faut lui founir exactement l'énergie necessaire, donc ton idée parche pas.

[Floris]

Oki, c'est aussi ce que je pensait, donc on peut m'affirmer que si j'ai deux particule portè à la même énergie ou même des énergies différences et que je les envois sur un cible, l'énergie de chacune ne s'additione pas. Cepandant, une question que je me pause, comment calcule t'on l'énergie d'une paire de cooper?

merci encore
flo

[invite19415392]

Pour l'atome, dans le doute, je ne me prononce pas.
Mais pour le saut d'électron, il faut lui founir exactement l'énergie necessaire, donc ton idée parche pas.

Il ne faut pas négliger un phénomène : la possiblité de passer par un état énergétique intermédiaire. En l'occurence, deux photons quasi-ionisants peuvent tout à fait ioniser un atome, par excitation puis ionisation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floris]

Il ne faut pas négliger un phénomène : la possiblité de passer par un état énergétique intermédiaire. En l'occurence, deux photons quasi-ionisants peuvent tout à fait ioniser un atome, par excitation puis ionisation.

Bonjour, vous me dites donc que l'énergie de plusieurs photon peuvent s'additioner?
merci encore
flo

[invite19415392]

Non, attention, *l'énergie* ne s'additionne pas ; cependant, s'il existe un niveau énergétique intermédiaire *idoine*, les effets cumulés des deux photons peuvent amener au même effet final.

[Floris]

Bonsoir, ah oui je vois mieux, vous parlez des niveaux d'énergie intermèdiaires qui corespondent aux sous-orbites ces sa? Vous dites que deux photon peuvent conduire aux même résultats, pourriez vous me donner d'aventages de détails? Désolé je n'ai que très peut de connaissance en la matière. Mais ces photon, pour aboutir aux même effet, doivent t'il étre de même énergie ou non?

Merci encore à vous.
Bien cordialement
flo

[invite19415392]

Prenons un cas simple : un atome d'hydrogène dans son état fondamental ; énergie de liaison de l'électron = 13,6 eV.
Les différents niveaux d'énergie sont à - 13,6/n² eV.
Pour le ioniser avec un seul électron, il faut que le photon ait une énergie supérieure à 13,6 eV ; mais si l'atome reçoit un premier photon d'énergie 10,2 eV, il va passer dans le 2ème niveau d'énergie (E = - 3,4eV), et alors n'importe quel photon d'énergie supérieure à 3,4 eV peut ioniser l'atome.

[Floris]

Bonjour, ah oki je comprend mieux maintenant. Merci beaucoup à vous.
Ainsi si je prend un paquet d'électron, l'énergie de mon paquet est bien inférieur à la somme des énergies de chaque particules.

Ah aussi une question, comment calcule t'on l'énergie d'une paire de cooper? Suffit t'il de multiplier par deux la masse de l'électrons? Merci encore
flo

[Chip]

On parlait il n'y a pas très longtemps de l'ionisation multiphotonique dans cette discussion :

http://forums.futura-sciences.com/th...3933-1-18.html

Prenons un cas simple : un atome d'hydrogène dans son état fondamental ; énergie de liaison de l'électron = 13,6 eV. Les différents niveaux d'énergie sont à - 13,6/n² eV. Pour le ioniser avec un seul électron, il faut que le photon ait une énergie supérieure à 13,6 eV ; mais si l'atome reçoit un premier photon d'énergie 10,2 eV, il va passer dans le 2ème niveau d'énergie (E = - 3,4eV), et alors n'importe quel photon d'énergie supérieure à 3,4 eV peut ioniser l'atome.

Une petite remarque : il n'est pas nécessaire que les photons absorbés portent l'atome dans un état intermédiaire. Le phénomène se produit aussi quand il n'y a pas de niveau intermédiaire (même si c'est en général plus efficace avec un niveau intermédiaire). Quand il n'y a pas de niveau intermédiaire, on parle parfois de "niveau virtuel" pour désigner les "énergies intermédiaires" (si l'on peut dire) qui correspondent aux différents photons absorbés. Une ionisation multiphotonique peut nécessiter beaucoup de photons (15 par exemple) si ceux-ci sont peu énergétiques. Il faut alors des faisceaux laser très intenses...

[Floris]

Bonjour, merci Chip pour ton message. Dit moi, quand tu dit qu'il est possible de de créé une ionisation multiphotonique. On n'est bien d'accord que l'énergie des photons ne s'additione pas, il s'agit d'un passage d'un niveai intermèdiaire non?

Merci encore.
flo

[Chip]

Comme dit au-dessus il n'est pas absolument nécessaire qu'il existe un niveau atomique intermédiaire. Par ailleurs l'énergie reçue par l'atome au cours du processus est bien la somme des énergies des photons qui ont participé au processus (par exemple 1,2eV + 1,2eV + 1,2eV + ...).

[Floris]

Salut Chip, mais alors l'énergie apportè s'additione, mais ceci seulement dans un cas particulier non? Enfin désolé si ma chompréhension est lente mais une question me vien. Quel phénomène permet de trancher lorsque l'énergie s'additione ou ne s'additione pas? On à parlé de nieux intermèdiaire mais aparament ceci n'est pas indispensable. pourrai tu développer?

Merci à toi
Bien amicalement.
flo

[Chip]

Oui, effectivement dans ce type de processus l'énergie des photons s'additionne (et/ou se retranche, dans le cas des transitions Raman stimulées). Ces processus qui font intervenir beaucoup de photons "à la fois" nécessitent un (ou des) faisceau(x) lumineux intenses. Les processus faisant intervenir un seul photon à la fois sont en général beaucoup plus faciles à observer.

[Floris]

Oui, effectivement dans ce type de processus l'énergie des photons s'additionne (et/ou se retranche, dans le cas des transitions Raman stimulées). Ces processus qui font intervenir beaucoup de photons "à la fois" nécessitent un (ou des) faisceau(x) lumineux intenses. Les processus faisant intervenir un seul photon à la fois sont en général beaucoup plus faciles à observer.

Bonjours Chip, ce type de source ne doit t'il pas étre de type lazer?

Aussi, imaginons que je souhaite casser un noyeau atomique en lui envoyant l'énergi nésésaire à l'aide par exemple d'un électrons. Imaginons que mon accélérateurs n'est pas sufisament puissant pour porter l'électron à l'énergie nésésaire. Es possible d'envoyer donc plusieurs électrons de sorte à ce que l'énergie globale soit la somme des énergies de chaque électrons?

Merci encore.
Flo

[Chip]

Bonjours Chip, ce type de source ne doit t'il pas étre de type lazer?

Effectivement il faut utiliser une (ou des) source laser. Je ne sais d'ailleurs pas si des effets d'optique non-linéaire ont déjà été observés avec des sources classiques (lampes spectrales par exemple), en tout cas je n'en ai pas entendu parler.

Aussi, imaginons que je souhaite casser un noyeau atomique en lui envoyant l'énergi nésésaire à l'aide par exemple d'un électrons. Imaginons que mon accélérateurs n'est pas sufisament puissant pour porter l'électron à l'énergie nésésaire. Es possible d'envoyer donc plusieurs électrons de sorte à ce que l'énergie globale soit la somme des énergies de chaque électrons?

Je ne sais pas, je ne connais pas la physique nucléaire...

[Floris]

Bonsoir ou très certainement bonjour Chip, merci beaucoup pour ta réponse. Le phénomèe avec des photon ne devrais t'il pas étre paralléle au comportement des électron de par justement le fait qu'une particule masse soit aussi représenté par une fonction d'onde?

Bien amicalement a toi.
Floris

[Chip]

Le phénomèe avec des photon ne devrais t'il pas étre paralléle au comportement des électron de par justement le fait qu'une particule masse soit aussi représenté par une fonction d'onde?

Bonjour Floris -- tout d'abord il n'est pas possible de définir une fonction d'onde pour les photons qui soit l'équivalent d'une fonction d'onde d'un électron, justement parce que le photon n'a pas de masse (je crois qu'il y a une discussion récente à ce sujet, et même que tu y participes ). Ceci dit on peut tout de même définir une fonction d'onde pour le photon, mais elle n'est alors pas l'équivalent des fonctions d'ondes des particules massives, c'est pourquoi il vaut mieux être prudent sur le sujet.

Pour revenir au problème, je dirais qu'a priori ça doit être possible mais il faudrait demander à quelqu'un qui connaît le domaine. Un faisceau d'électrons c'est quand même assez différent d'un faisceau de photons (les électrons se repoussent par interaction électrostatique, de plus ce sont des fermions), et un noyau est très différent d'un atome...

[Floris]

Salut, merci Chip pour ta réponse. permet moi donc de poser une question toute naîve, pourquoi la fonction d'onde d'un photon n'est pas équivalente à la fonction d'onde d'une particule massive? Que veux tu dire par là? A ma connaissance, même si je dispose d'une source monochromatique, je n'ai pas une exactitude sur la logueurs d'onde de mo yayonement si? Tu peut me donner quelques détails?

Merci encore
flo

[curieuxdenature]

Bonjour Flo,
ce qui est possible avec l'ionisation grâce à un puissant faisceau laser implique qu'il faut aussi un puissant faisceau d'électrons pour réaliser ce que tu demandes.

L'inertie des états exités du noyau atomique est si faible que le nombre d'électrons qui devrait le penetrer à la queue leu leu devrait être très dense. En somme, plus l'énergie requise est éloignée du résultat à atteindre, plus la probabilité de casser le noyau par ce moyen est faible, mais il n'est pas nul.

C'est la raison qui pousse à la construction d'accélerateurs de plus en plus puissant car le phénomène que tu questionnes a ses limites.
Au niveau du dépouillement des résultats recherchés, il faudrait un grand nombre de photos pour observer un bien petit nombre de cet effet là.

C'est un peu comme esperer atteindre 150km/heure avec une 2CV, avec de bonnes bourrasques et une sérieuse pente, c'est possible, mais il suffit d'interroger les possesseurs de cette antiquité pour apprendre qu'ils n'ont pas besoin de calepin pour noter cet évenement : ils s'en rappellent

a+

Bonjours Chip, ce type de source ne doit t'il pas étre de type lazer?

Aussi, imaginons que je souhaite casser un noyeau atomique en lui envoyant l'énergi nésésaire à l'aide par exemple d'un électrons. Imaginons que mon accélérateurs n'est pas sufisament puissant pour porter l'électron à l'énergie nésésaire. Es possible d'envoyer donc plusieurs électrons de sorte à ce que l'énergie globale soit la somme des énergies de chaque électrons?

Merci encore.
Flo

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savoir comment penser est plus utile que de savoir quoi penser...

[Chip]

permet moi donc de poser une question toute naîve, pourquoi la fonction d'onde d'un photon n'est pas équivalente à la fonction d'onde d'une particule massive?

Ce n'est pas une question naïve et ce problème est difficile (cf les réponses qui ont été données dans l'autre discussion). Je ne suis pas théoricien et je n'ai pas les connaissances nécessaires pour te faire un exposé clair et complet sur le sujet... Disons qu'on ne peut pas définir pour une particule sans masse au repos comme le photon une fonction d'onde qui rende compte de ses propriétés tout en pouvant être interprétée comme les fonctions d'ondes habituelles (utilisées pour décrire les particules qui ont une masse au repos). L'approche habituelle (et quasi-exclusive à vrai dire) de la quantification du champ électromagnétique se fait par la seconde quantification, c'est à dire en considérant des modes du champ et leurs excitations, et non en définissant une fonction d'onde pour le photon. Cependant de telles approches utilisant une fonction d'onde existent (et c'est un sujet encore débattu) mais la description obtenue, ou plutôt les descriptions car il y en a plusieurs, n'ont pas exactement les propriétés des fonctions d'ondes habituelles. Par exemple, certaines sont limitées à une description "grossière" (sur des échelles de plusieurs longueurs d'ondes) d'une densité de probabilité de présence d'un photon. Ou alors la densité de probabilité de présence a un comportement bizarre lors de changement de référentiel...